文档介绍：钢结构设计原理钢结构是当代土木工程的基本结构形式之一。优秀的设计得益于对钢结构性能的全面了解。性能指结构在各种不同的荷载作用和环境条件下的反应1、各种钢材的特点2、制造和安装各工序对构件或结构产生的影响3、结构所处环境的影响4、各类荷载作用的效应5、结构形式和构造细节可能引起的后果6、满足施工要求,实现设计目的。钢结构基本原理“钢结构基本原理”知识要素在土木工程师专业知识结构中的定位荷载结构体系内力、变形、振动性能要求安全性、适用性、耐久性作用构件材料制作(含连接)冶金安装(含连接)反应S荷载效应抗力R强度、稳定性、变形能力S≤R工程力学结构力学弹性力学塑性力学结构设计材料施工检测理论教学要点钢结构的主要破坏形式及其机理强度破坏与塑性;疲劳;脆性断裂。杆件整体失稳;板件局部失稳本科钢结构的特点及应用;钢结构发展的历史、现状和趋势;钢结构的构件组成和主要结构形式钢结构材料钢材单向均匀受拉和反复应力下的工作性能;复杂应力作用下的工作性能;抗冲击性能及冷弯性能;影响钢材性能的一般因素;脆性破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏;腐蚀性能;钢结构用钢材的分类连接连接的主要类型、构造和计算:对接焊缝;角焊缝;普通螺栓连接;高强螺栓连接构造和计算受拉杆件及索受拉和拉弯杆件的强度边缘屈服准则和塑性准则,轴力和弯矩的相关关系;索的力学性质和分析方法轴心受压构件轴心受压构件的强度;整体稳定的平衡方程及其理论解,长细比概念;影响稳定承载力的因素,工程计算方法;实腹式与格构式构件;局部稳定与宽厚比概念;防止局部失稳的设计原则和利用屈曲后强度的设计原则受弯构件截面强度(弯、剪、局部承压及复合应力);单向受弯构件的整体稳定平衡方程及其理论解,自由扭转与约束扭转;受弯构件的局部稳定;加劲肋;利用局部屈曲后强度的设计原则压弯构件压弯构件的截面强度;实腹式单向压弯构件的平面内、外整体稳定,等效弯矩系数的概念;格构式压弯构件整体稳定计算的方法;压弯构件的局部稳定桁架构成;力学分析基本假定;失稳破坏和杆件长细比;拱力学特性;失稳特征和稳定计算结构构件或连接因材料强度被超过而破坏;结构转变为机动体系;整个结构或其中一部分作为刚体失去平衡而倾覆;结构或构件失稳;结构出现过度塑性变形,不适于继续承载;重复荷载作用下构件疲劳断裂。钢结构可能出现的承载力极限状态有:第一章钢结构的基本性能1塑性性能及利用建筑工程中,钢结构所用的钢材都是塑性比较好的材料,在拉力作用下,应力-应变曲线在超过弹性后有明显的屈服点和一段屈服平台,然后进入强化阶段。传统的钢结构设计,以屈服点作为钢材强度的极限,并把局部屈服作为承载能力的准则。目前利用塑性的设计方法已经写进了规范。2强度与稳定钢材和其他建筑结构材料相比,强度要高得多。在同样的荷载条件下,钢结构构件截面小,截面组成部分的厚度也小。因此,稳定问题在钢结构设计中是一个突出的问题。3韧性与动力性能建筑结构钢材有较好的韧性。因此,钢结构是承受动荷载的重要结构。钢材的韧性也不是一成不变的。材质、板厚、受力状态、温度等都会对它产生影响。建筑结构所用的钢材包括两大类:一类是热轧型钢和钢板;另一类是冷成型(冷弯、冷冲、冷轧)的薄壁型钢和压型钢板。,它决定钢材的主要化学成分。炼钢的原料为99%钢水+废钢+合金元素。平炉炼钢的质量优于转炉炼钢的质量。目前,我国采用转炉炼钢,转炉钢具有投资少、建厂快、生产效率高、原料适应性强等优点。§1-、硅和铝。脱氧的程度对钢材的质量颇有影响。锰是弱脱氧剂。硅是较强的脱氧剂。铝是强脱氧剂。沸腾钢钢液中含有较多的FeO,浇注时FeO和碳相互作用,形成CO气体逸出,引起钢液的剧烈沸腾,这种钢称之为沸腾钢。它夹杂较多FeO,冷却后有许多气泡。镇静钢硅在还原氧化铁的过程中放出热量,使钢液冷却缓慢,气体大多可以逸出,所得钢锭称之为镇静钢。切头后实得钢材仅为钢锭的80%~85%。特殊镇静钢对冲击韧性(尤其是低温冲击韧性)要求高的重要结构,如寒冷地区的露天结构,钢材宜用硅脱氧后再用铝补充脱氧的特殊镇静钢。这种钢比一般镇静钢具有更高的室温冲击韧性和更低的冷脆倾向性和时效倾向性。镇静钢与沸腾钢比较镇静钢的质量好于沸腾钢。镇静钢成本高。镇静钢偏析小。镇静钢的性能优于沸腾钢,容易保证必要的冲击韧性,包括低温冲击和时效冲击,冲击韧性好可以承受动荷载和用于低温的结构。